jose martin altamiranda

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OBEJETIVOS
 Comprender la importancia de la fotosíntesis dentro de la vida de los seres vivos.
 Entender la diferencia entre los diferentes fotosistema.
 Saber cuál es la importancia de los primeros organismos fotosintéticos.
 Entender lo importante que son los estomas en las plantas y para que se dé el proceso
fotosintético
FOTOSINTESIS Y RESPIRACION
JUAN GABRIEL ESPITIA
AMAURIS CONTRERA PAEZ
JOSE MARTIN ALTAMIRANDA
Bióloga:
NOHEMI GENES
UNIVERSIDAD DE CORDOBA
FACULTAD DE MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA
PROGRAMA DE ACUICULTURA
MONTERIA - CORDOBA
2010
1. ¿Cuáles son los pigmentos involucrados en la fotosíntesis? Describa en qué consiste
el complejo antena y qué papel desempeña.
R. Los pigmentos son sustancias que absorben luz, para que la energía lumínica pueda ser
utilizada por los sistemas vivos, primero debe ser absorbida y quienes realizan esta función
son los pigmentos fotosintéticos estos son:
Las Clorofilas son compuestos del tipo tetrapirrol, al mismo grupo pertenecen las
ficocianinas y las ficoeritrinas (pigmentos accesorios en algas azules y rojas). Constan de
cuatro anillos de pirrol unidos por medio de puentes de metilo (--CH=) lo que constituye una
porfirina. El tetrapirrol es el cuerpo básico de las porfirinas, dentro de las cuales se incluyen
además de las clorofilas, las hemoglobinas y los citocromos. La característica cromófora de
la clorofila se debe justamente al sistema de dobles enlaces conjugados generados por la
unión de los anillos de pirrol mediante los grupos metino.
Los pigmentos involucrados en la fotosíntesis.
La clorofila a: es el pigmento involucrado directamente en la transformación de la energía
lumínica en energía química. Verde azulado
La clorofila b: caracteriza a los plastos de las algas verdes y de sus descendientes las
plantas terrestres, esos plastos y los organismos que los portan son de color verde. También
se encuentran plastos verdes en algunos grupos de protistas que han asimilado algas verdes
unicelulares endosimbiontes adquiriendo así plastos secundarios. Podemos citar a las
euglenas, a los cloraracniófitos y a algunos dinoflagelados. También se encuentra en algunas
cianobacterias, que por ello son de color verde planta en vez de azuladas.
Las clorofilas c1 y c2: son características de un extenso y diverso clado de protistas que
coincide más o menos con el superfilo Chromista y que incluye grupos tan importantes
como las algas pardas, las diatomeas o los haptófitos. Pero es una clorofilina a la cual le falta
la cola de fitol y los átomos de hidrogeno en las posiciones 7 y 8 en el anillo IV.
La clorofila d: ha sido encontrada en las algas rojas mientras que la bacterioclorofila es el
pigmento típico de las bacterias fototrópicas.
Los carotenoides: Los carotenoides que participan en la fotosíntesis se designan como
carotenoides primarios, En estos colorantes amarillos y rojos, el sistema de dobles enlaces
conjugados está formado exclusivamente por átomos de carbono, en general consisten de
una cadena larga de hidrocarburo, por esto son compuestos insolubles en agua, pero sí en
solventes grasos. Se dividen en Carotenos que son hidrocarburos insaturados y en Xantofilas
Ficocianinas y ficoeritrinas: Estos pigmentos de color azul-verdoso y rojo-morado están
limitados a las cianofíceas (algas verde-azules) y rodofíceas (algas rojas), al lado de la
clorofila a y algunos carotenoides. Son compuestos emparentados con las clorofilas por ser
compuestos del tipo tetrapirrol, difieren de estas en sus propiedades físicas y químicas.
El complejo antena: consiste en que al momento en que una de sus moléculas se excita al
captar un fotón, transfiere esa energía de excitación a otra molécula cercana por un proceso
de resonancia y en una reacción en cadena esa energía llega hasta el centro activo
El papel que desempeña el complejo antena es absorber fotones de luz, elevando los
electrones a niveles más altos que su estado cuántico fundamental, produciendo energía y
esta energía se va transportando entre diferentes moléculas de clorofila por resonancia
2. ¿Cuál es la diferencia entre el fotosistema I y el fotosistema II?
R. La diferencia que hay entre el fotosistema I y el fotosistema II es que en el fotosistema I
la molécula principal de clorofila la P700 por absorber la máxima longitud de onda a los
700nm es la número 1 en captar los fotones de luz solar y producir la conversión primaria de
la luz en energía química (ATP Y NADPH2) en tanto que el fotosistema II la molécula de
antena o centro de reacción primaria llamada P680 por absorber la máxima longitud de
ondas a los 680nm es la encargada de producir la fotolisis del agua, el electrón liberado por
la fotoionización de esta molécula de antena sigue un gradiente de aceptores de electrones
hasta llevarlos a la plastocianina y cederlo a la P700 ionizada recuperando su estabilidad
molecular, en el fotosistema II se produce la fotofosforilacion y al fotolisis del agua , el
electrón liberado es aceptado por la P680 recuperando su estabilidad molecular ya que
ambas moléculas de clorofila habían perdido 1 electrón por la fotoionización de ambos
pigmentos, en tanto que los 2 protones H son aceptados por la coenzima NADPH2 y el O2
es liberado hacia la atmosfera.
3. ¿Que son los estomas y cuál es su importancia? ¿Cómo participan en el mecanismo
fotosintético? ¿En qué tipo de plantas son más numerosos los estomas?
R. Los estomas son pequeños poros de las plantas localizadas en la superficie de sus hojas.
Constan de dos grandes células de guarda y oclusivas rodeadas de células acompañantes. La
separación que se produce entre las dos células de guarda (que se pueden separar por el
centro manteniéndose unidas por los extremos) denominada "ostiolo", regula el tamaño total
del poro y por tanto, la capacidad de intercambio de gases y de pérdida de agua de la planta.
La importancia de los estomas en las plantas es que permiten la entrada de dióxido de
carbono y oxigeno, o la salida de estos y de vapor de agua. Cuando hay Suficiente cantidad
de agua disponible para la transpiración de la planta los estomas se mantienen abiertos.
Cuando oscurece y también cuando la disponibilidad de agua disminuye, los estomas pueden
cerrarse, cesando así la transpiración y la captación de dióxido de carbono. Los estomas
regulan esencialmente la pérdida de agua, disminuyendo el peligro de marchitamiento, pero
para que las plantas puedan crecer los estomas deben abrirse permitiendo el paso del aire
Los estomas ejercen su función reguladora del aire, actuando como válvulas de paso.
Cuando hay luz para la fotosíntesis. Ellos son los principales participantes en la fotosíntesis
ya que por ellos transcurre El intercambio gaseoso es decir al abrirse, absorben dióxido de
carbono (CO2) y liberan oxigeno (O2).
En el tipo de plantas C3 Porque La mayoría de las plantas conocidas se ajustan al modelo de
fotosíntesis C3, que es el que se describe en los textos de fisiología como el modelo general
de fotosíntesis.
4. ¿Qué diferencia existen entre las plantas C3, C4 Y CAM? Cuál de estas es más
eficiente? Argumente su respuesta.
R. En las plantas tipo C3, el proceso de fotosíntesis se lleva a cabo en sus 2 fases en un
mismo cloroplasto de una misma célula.
En el caso de las plantas tipo C4 las fases del procesos de la fotosíntesis se lleva a cabo en
cloroplastos de células diferentes, es decir los cloroplastos de las células del mesófilo se
encargan principalmente de la fase luminosa, mientras que los cloroplasto de la vaina
perivascular se encargan principalmente de la fase oscura.
En el caso de las plantas tipo CAM El ácido málico es almacenado en las vacuolas de las
células vegetales provocando una disminución nocturna del valor de pH dentro de la
vacuola de 6 a 4, este incremento de la acidez.
Las plantas C3 la mayoría presentan una tasa fotosintética moderada desarrollan bien en
climas templados.
Tienen una pérdida de agua real y se fotosaturan con un 1/5 de la luz solar.
Fotorrespiracion marcada.
Las plantas C3 posee el ciclo de Calvin, muestran en general, una anatomía foliar con
mesófilo esponjoso en el envés y mesófilo en empalizada en la haz, con tejidos epidérmicos
en ambas caras y con poros estomáticos para el intercambio gaseoso
Las plantas C4 casi siempre presentan alta tasa fotosintética y desarrollan bien en alta
luminosidad, altas temperaturas y ambientes semiáridos.
Tienen una pérdida de agua real, y realmente no se fotosaturan. Su Fotorrespiracion es
mínima
Las plantas C-4 se caracterizan por presentar una anatomía en corona o con vaina amilífera,
que rodea los conductos o haces vasculares. Los cloroplastos de las células de la vaina son
más grandes que los del mesófilo, acumulan mucho almidón y poseen pocas granas o son
agánales.
Las plantas CAM generalmente presentan baja tasa fotosintética desarrollan bien en
ambientes áridos.
Conservan el agua en forma eficaz no se logran fotosaturar.
Fotorrespiracion mínima
Las plantas CAM incorporan CO2 de noche, con los estomas abiertos y con el mínimo
peligro de desecarse por evapotranspiración; ya que la humedad relativa es más alta y las
temperaturas son más bajas. Durante el día, por el contrario, cuando la transpiración es
mayor, las plantas MAC cierran los estomas, impidiendo la pérdida de agua.
Las plantas C4 presentan una mayor eficiencia fotosintética que las plantas C3.
Las plantas C4 tienen un mayor costo de energía que las C3.
Si la concentración de CO2 es baja las plantas con metabolismo C4 son las más eficientes
debido a que para fijar y reducir el CO2 lo hacen por una vía metabólica diferente a las
plantas de C3 o de baja eficiencia fotosintética, las plantas de C4 fijan el CO2 a través de la
Fosfoenolpirúvico carboxilasa que se encuentra en las células del Mesófilo, luego al llegar a
las células de la Vaina ocurre Descarboxilación, el CO2 se dirige hacia el Estroma de las
cloroplastos para que la Ribulosa 1,5 di fosfato carboxilasa trabaje en óptimas condiciones
de CO2.
Entonces, las plantas con metabolismo C4 son las más eficientes debido a que poseen dos
mecanismos diferentes para fijar el CO2, primero lo realizan a través de la Fosfoenolpirúvico
carboxilasa y luego a través de la Ribulosa 1,5 difosfato carboxilasa Las plantas de tipo C4
fijan una cantidad de 50 a 80 mg de CO2 X decímetro cuadrado de superficie foliar por
Hora. Por esta razón fisiológica las plantas de C4 son llamadas plantas de Alta eficiencia
Fotosintética.
5. Explique cuatro factores que puedan inhibir el proceso fotosintético.
R. Factores externos que influyen en el proceso fotosintético
La temperatura: cada especie se encuentra adaptada a vivir en un intervalo de
temperaturas. Dentro de él, la eficacia del proceso oscila de tal manera que aumenta con la
temperatura, como consecuencia de un aumento en la movilidad de las moléculas, en la fase
oscura, hasta llegar a una temperatura en la que se sobreviene la desnaturalización
enzimática, y con ello la disminución del rendimiento fotosintético.
La concentración de dióxido de carbono: si la intensidad luminosa es alta y constante, el
rendimiento fotosintético aumenta en relación directa con la concentración de dióxido de
carbono en el aire, hasta alcanzar un determinado valor a partir del cual el rendimiento se
estabiliza.
La concentración de oxígeno: cuanto mayor es la concentración de oxígeno en el aire,
menor es el rendimiento fotosintético, debido a los procesos de fotorrespiración.
La intensidad luminosa: cada especie se encuentra adaptada a desarrollar su vida dentro de
un intervalo de intensidad de luz, por lo que existirán especies de penumbra y especies
fotófilas. Dentro de cada intervalo, a mayor intensidad luminosa, mayor rendimiento, hasta
sobrepasar ciertos límites, en los que se sobreviene la fotooxidación irreversible de los
pigmentos fotosintéticos. Para una igual intensidad luminosa, las plantas C4 (adaptadas a
climas secos y cálidos) manifiestan un mayor rendimiento que las plantas C3, y nunca
alcanzan la saturación lumínica.
El tiempo de iluminación: existen especies que desenvuelven una mayor producción
fotosintética cuanto mayor sea el número de horas de luz, mientras que también hay otras
que necesitan alternar horas de iluminación con horas de oscuridad.
La escasez de agua: ante la falta de agua en el terreno y de vapor de agua en el aire
disminuye el rendimiento fotosintético. Esto se debe a que la planta reacciona, ante la
escasez de agua, cerrando los estomas para evitar su desecación, dificultando de este modo
la penetración de dióxido de carbono. Además, el incremento de la concentración de
oxígeno interno desencadena la Fotorrespiracion. Este fenómeno explica que en condiciones
de ausencia de agua, las plantas C4 sean más eficaces que las C3.
El color de la luz: la clorofila A y la clorofila B absorben la energía lumínica en la región
azul y roja del espectro, los carotenos y xantofilas en la azul, las ficocianinas en la naranja y
las ficoeritrinas en la verde. Estos pigmentos traspasan la energía a las moléculas diana. La
luz monocromática menos aprovechable en los organismos que no tienen ficoeritrinas y
ficocianinas es la luz. En las cianofíceas, que si poseen estos pigmentos anteriormente
citados, la luz roja estimula la síntesis de ficocianina, mientras que la verde favorece la
síntesis de ficoeritrina. En el caso de que la longitud de onda superase los 680 nm, no actúa
el fotosistema II con la consecuente reducción del rendimiento fotosintético al existir
únicamente la fase luminosa cíclica.
Factores internos:
Se deben principalmente a la estructura de la hoja, es decir, en las hojas influye el grosor de
la cutícula, la epidermis, el número de estomas y los espacios entre las células del mesófilo.
Estos factores influyen directamente en la difusión del CO2 y O2 y también en la pérdida de
agua.
Cuando la actividad fotosintética es alta se produce mucha glucosa, la cual es almacenada
como almidón en los cloroplastos, esto inhibe las reacciones fotosintéticas.
6. ¿Cuál es la importancia biológica de la fotosíntesis?
R. La fotosíntesis es uno de los procesos bioquímico más importante de la Biosfera por
varios motivos:
1. La síntesis de materia orgánica a partir de la inorgánica se realiza mediante la
fotosíntesis y luego pasara de unos seres vivos a otros mediante las cadenas tróficas, para
ser transformada en materia propia por los diferentes seres vivos.
2. Produce la transformación de la energía luminosa en energía química, necesaria y
utilizada por los seres vivos
3. En la fotosíntesis se libera oxígeno, que será utilizado en la respiración aerobia.
4. La fotosíntesis fue causante del cambio producido en la atmósfera primitiva, que era
anaerobia y reductora.
5. De la fotosíntesis depende también la energía almacenada en combustibles fósiles como
carbón, petróleo y gas natural.
6. El equilibrio necesario entre seres autótrofos y heterótrofos no sería posible sin la
fotosíntesis.
Podemos concluir que la diversidad de la vida existente en la Tierra depende principalmente
de la fotosíntesis.
7. ¿Qué relación encuentra entre la fotosíntesis y la respiración?
R. Son procesos complementarios, se complementan entre sí.
La fotosíntesis produce Oxígeno, necesario para que se lleve a cabo la respiración.
La respiración produce Dióxido de Carbono, necesario para que se lleve a cabo la
fotosíntesis.
En la reacción química de la fotosíntesis, los reactivos (H2O + CO2, agua + dióxido de
carbono) son los productos de la respiración, mientras que los reactivos de la respiración
(C6H12O6+O2, glucosa + oxígeno) son los productos de la fotosíntesis
Reacción de la fotosíntesis:
Reacción de la respiración:
La fotosíntesis da vida a las plantas y la respiración da vida a los seres vivos.
8. ¿Cual consideras que es la importancia generada por la aparición de los primeros
organismos fotosintéticos para la aparición de los seres vivos aeróbicos en el planeta?
R. Las primeras células sobre la tierra, no tenían ni fotosíntesis ni respiración aeróbica. Ellas
adquirían moléculas orgánicas como fuentes de energía química y materiales de
construcción, a partir de las aguas circundantes. (Las primeras moléculas orgánicas se
sintetizaron aparentemente a partir de gases originados en procesos inorgánicos).
Las células liberaban energía química a partir de estas moléculas mediante la fermentación,
debido a que con anterioridad a la fotosíntesis no había gas oxigeno suficiente para la
respiración aeróbica.
Los primeros organismos fotosintéticos aparecieron luego, hace cerca de 3.3 mil millones de
años. Ellos cambiaron completamente el ambiente y por tanto, el curso de la evolución. El
gas oxigeno liberado a partir de la fotosíntesis fue en un principio toxico para las células.
Con el paso del tiempo, sin embargo, la mayoría de las células evolucionaron en la
capacidad de usar este contaminante ambiental en la respiración celular. La respiración
aeróbica, que origina mucho más energía a partir de los azucares que la fermentación, Hoy
la mayoría de los organismos no solo usan el gas oxigeno sino que pueden morir cuando se
les priva de él.
Por lo tanto la importancia que genero la evolución de estas células fue una mayor
biodiversidad dando así origen a la vida vegetal y animal.
9. ¿Qué función cumplen las membranas de la mitocondria en el metabolismo
energético de la célula?
R. Membrana externa, que da hacia el citoplasma, y membrana interna, que da hacia la
matriz o interior de la mitocondria.
Su principal función es aprovechar la energía que se obtiene de los diversos nutrientes y
transmitirla a una molécula capaz de almacenarla, el ATP (adenosintrifosfato). Esta energía
se obtiene mediante la deshidrogenización de los combustibles. El hidrógeno sustraído es
transportado a través de varias moléculas, que constituyen la cadena respiratoria, hasta el
oxígeno, con el que forma agua. En el proceso de respiración se genera energía, que es
acumulada por el ATP, el cual puede ser enviado a cualquier parte de la célula que necesite
aporte energético; allí el ATP se descompone y la libera.
10. Algunos organismos utilizan una forma distinta a la fotosíntesis para obtener
energía, estos utilizan compuestos de carbono reducidos como el dióxido de carbono.
Cita algunos ejemplos de organismos quimiótrofos y sus características.
R. Las plantas son organismo autótrofas por que fabrican su propio alimento este tipo de
organismos entra entre los quimiótrofos y también organismos heterótrofos que son los que
necesitan alimentarse de otro ser vivo como los animales y el hombre.
Las algas, las bacterias y los parásitos también son organismos quimiótrofos ya se alimentan
de otros organismos.
BIBLIOGRAFIA
http://biogeografiaenlabiologia.blogspot.com/2009/03/tarea-plantas-c3-c4-y-cam.html
http://www.google.com.co/#hl=es&biw=1362&bih=562&q=EN+QUE+TIPO+DE+PLAN
TAS+SON+MAS+NUMEROSOS+LOS+ESTOMAS&aq=f&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai=&
fp=26e6341586b20e89
http://www.edufuturo.com/educacion.php?c=2745
http://www.google.com.co/#hl=es&biw=1345&bih=562&q=por+que+las+plantas+c3+son
+mas+compuestas&aq=f&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai=&fp=61be8bfd3e854077
http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070822124606AACiZbv
http://www.forest.ula.ve/~rubenhg/fotosintesis/
http://profesores.sanvalero.net/~w0548/FSVdocumentos/Fotosintesis%20C3,C4%20y%20
CAM.pdf
CONCLUSION
Con esta investigación logramos concluir que la fotosíntesis es la manera en que las
plantas, con clorofila, absorben la energía y la transforman en sustancias asimilables por
ellas en el caso de las mismas que no sean necesarias son liberadas por medio de las hojas
que, no solo, sirve como salida para las compuestos transformados después de la
fotosíntesis sino que en su interior encierran el parte del proceso de transformación de los
elementos como el CO2 o el H2O.
La respiración celular se puede describir como el proceso en el que las plantas transforman
las glucosas para producir energía. Durante este proceso el intercambio de gas y el flujo de
energía son inversos al de la fotosíntesis.
También nos pudimos dar cuenta de toda la importancia que juegan las plantas en el
proceso fotosintético y que gracias a las plantas existe toda biodiversidad.
El mundo es un lugar perfectamente estructurado cada ser presente en él está constituido de
una forma tan diferente pero a la vez tan semejante lo que nos lleva a reflexionar ¿por qué?.
No es un misterio que todos los seres humanos estamos relacionados de cierta forma por
eso con toda certeza puedo afirmar que nuestra misión en este planeta es preservar esa
unión tan importante para la estabilidad del planeta, como lo es o son, “las plantas” que
durante siglos nos han venido sirviendo fielmente y a lo largo de la historia solo han
recibido maltratos por nuestra partes sin pensar el gran proceso por el cual tiene que pasar
una simple planta para convertirse en grandes y frondosos árboles que luego nos darán
sombras y nos alimentaran.
INTRODUCCIÓN
La fotosíntesis es uno de los procesos metabólicos de los que se valen las células para
obtener energía. Es un proceso complejo, mediante el cual los seres vivos poseedores de
clorofila y otros pigmentos, captan energía luminosa procedente del sol y la transforman en
energía química (ATP) y en compuestos reductores (NADPH), y con ellos transforman el
agua y el CO2 en compuestos orgánicos reducidos, liberando oxígeno:
Los seres fotosintéticos captan la luz mediante diversos pigmentos fotosensibles, entre los
que destacan por su abundancia las clorofilas y carotenos.
Los cloroplastos son una de las relaciones entre La Fotosíntesis y La Respiración, pero ¿qué
son la fotosíntesis y la respiración? de forma rápida diríamos que, son los mecanismo
mediante los cual las plantan absorben y procesan energía. Pero también podemos decir que
se trata de una serie de procesos, el resto lo pueden conocer leyendo el contenido de este
trabajo que lo he elaborado basándome en una amplia bibliografía lo que le da una buenos
argumentos y gran veracidad. Además podrán descubrir cuál es la importancia de los
estomas en las plantas.
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